تطوير ضمادة لقياس مستويات الجلوكوز في العرق باستخدام تقنية الليزر

طوّر علماء من جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة ضمادة تقيس المؤشرات الحيوية للجسم التي يمكن أن تشير إلى الصحة أو المرض من خلال العرق.

يمهد هذا الطريق لطريقة جديدة غير جراحية وفعالة للمرضى لمراقبة صحتهم، وفق ما ذكره موقع ميديكال إكسبريس.

مؤشرات حيوية في العرق

وقال فريق الباحثين في كلية الهندسة الكهربائية والإلكترونية بالجامعة، إن العرق البشري يحتوي على مؤشرات حيوية مثل الجلوكوز واللاكتات واليوريا، والتي تشير إلى حالات صحية مختلفة، ويمكن جمعها بطريقة غير جراحية وغير مؤلمة، مما يجعلها مثالية للمراقبة اليومية.

عادةً ما يستخدم مرضى السكري اختبار وخز الإصبع الجراحي للمراقبة الذاتية لمستويات الجلوكوز في الدم.

يتعين على المرضى وخز أصابعهم لجمع قطرة صغيرة من الدم على الشريط قبل إدخالها في جهاز قياس الجلوكوز المحمول لقراءتها، والبديل هو أجهزة المراقبة المعتمدة على أجهزة الاستشعار، وهي باهظة الثمن وصلبة ويجب تثبيتها على جلد المريض لفترات طويلة.

من خلال تغليف الليزر الميكروي في قطرات الكريستال السائل ودمج السائل داخل فيلم هيدروجيل ناعم، أنشأ فريق NTU جهاز استشعار مدمج ومرن يعتمد على الضوء - مثل الجص الذي يمكنه توفير قراءات دقيقة للغاية للعلامات الحيوية في غضون دقائق.

وقال الأستاذ المساعد في نانيانج تشين يو تشنغ في كلية EEE ومدير مركز الأجهزة الحيوية والمعلوماتية الحيوية في جامعة تايوان الوطنية: "يمثل ابتكارنا طريقة غير جراحية وسريعة وفعالة لمرضى السكري لمراقبة صحتهم، من خلال الجمع بين الليزر الميكروي ومن خلال طبقة هيدروجيل ناعمة، أثبتنا جدوى استخدام الليزر القابل للارتداء لتوفير تجربة مراقبة صحية أكثر متعة للمرضى".

وقال فريق البحث التابع لجامعة NTU إن ابتكارهم يدعم الرعاية الصحية في سنغافورة والعالم، حيث يتزايد انتشار مرض السكري.

وفي سنغافورة، يعيش أكثر من 400 ألف سنغافوري مع المرض، ومن المتوقع أن يتجاوز العدد المليون بحلول عام 2050.

الابتكار، الذي تم نشره في مجلة الكيمياء التحليلية، يتماشى مع الركيزة البحثية للجامعة في NTU 2025، وهي خطة استراتيجية مدتها خمس سنوات تهدف إلى الاستفادة من البحوث المبتكرة لإفادة المجتمع وصحة السكان.

الكشف عن المؤشرات الحيوية المتعددة

أنشأ فريق جامعة NTU جهاز الجص الخاص بهم عن طريق دمج أشعة الليزر الدقيقة في قطرات الكريستال السائل. تم تخصيص أجهزة الليزر الدقيقة لالتقاط ثلاثة أنواع مختلفة من المؤشرات الحيوية (اللاكتات والجلوكوز واليوريا). هناك نقطة بلورية سائلة ملونة مختلفة على الجص تميز كل علامة حيوية.

عندما يتفاعل العرق مع الجص، فإن كمية الضوء المنبعثة من الليزرات الدقيقة تتقلب بناءً على تركيز المؤشرات الحيوية الموجودة. لقراءة مستويات العلامات الحيوية، يقوم المستخدمون بتسليط مصدر ضوء على الجص، ويتم تحليل الضوء المنبعث من أجهزة استشعار الليزر الميكروي وترجمته باستخدام تطبيق الهاتف المحمول.

وفي التجارب الحية، نجح الجص في التقاط تقلبات صغيرة في مستويات الجلوكوز واللاكتات واليوريا في العرق وصولًا إلى 0.001 ملم، وهو أفضل 100 مرة من التكنولوجيا المماثلة الحالية.

ويعتقد فريق NTU أن ابتكارهم هو أول جهاز استشعار يمكن ارتداؤه، وهو قادر على قياس المؤشرات الحيوية المتعددة في العرق بحساسية فائقة ونطاق ديناميكي. تتيح الحساسية تتبع نطاق ديناميكي (منخفض إلى مرتفع) في مستويات المؤشرات الحيوية، والتي توفر معلومات شاملة عن صحة المرضى، كما يقول الفريق.

وفي خطواتهم التالية، يخطط فريق البحث لضبط أجهزة استشعار الليزر الدقيقة للكشف عن مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك الأدوية والمواد الكيميائية الأخرى الموجودة في العرق.